A Hét 1980/2 (25. évfolyam, 27-52. szám)
1980-07-05 / 27. szám
Christian Huygens (1629-1695) Legismertebb arcképéről a tudósi pálya csúcsára érkezett Huygens tekint reánk, az a vonzó külsejű — a kelleténél talán egy kissé nagyobb orr ellenére is csinosnak mondható — férfi, aki mindenütt, ahol csak Európában megfordult (s bizony nem kevés helyen járt) egycsapásra meghódította a nők szívét és elnyerte a leghíresebb tudós férfiak rokonszenvét is. Vajon kit takar ez a külső? Ki volt ez az ábrándos tekintetű férfiú, aki bár bal kezét egy könyvön pihenteti, de egy cseppet sem kelti bennünk egy magának élő, a világi hívságokra ügyet sem vető tudós képét? Fizikus, matematikus és csillagász volt egyszemélyben, ám ezzel — bármennyire is meglepő — szinte semmit sem árultunk el róla. Elvégre valamennyi jelentős tudós kortársáról elmondható ugyanez: Galileiről (1564—1642) — aki maga szerkesztette távcsövével a Hold krátereit és a Jupiter holdjait figyeli, közben lejtőn guruló golyókkal játszadozik, kiszámítja a lövedékek pályáját és az ún. matematikai inga (egy súlytalan fonálra függesztett test) mozgásegyenleteit, s ha már számolgat, akkor úgy mellékesen belekóstol a halmazelméletbe és a valószínűség-számításba is; Descartes-ról (1596—1650) — aki a világ keletkezéséről értekezik, s örvényelmélete még a száz évvel későbbi kozmogóniák szerzőit is megihleti; fizikusként a fénytanban ér el jelentős eredményeket, a matematikában pedig az analitikus geometria kapcsán emlegetik igen gyakran a nevét; Newtonról (1643—1727) — aki a differenciál- és integrál-számítás egyik megalapozója volt, ugyanakkor a modern fizikáé is (elvégre a mechanika Newton Príncipiája, a fénytan pedig Optics-\a révén vált ízig-vérig kórszerű tudománnyá, a gravitáció elméletéről már nem is szólva), tükrös távcsövét pedig a csillagászok fogadták kitörő lelkesedéssel. S a felsorolást, a sokoldalú kortársak seregszemléjét még hosszan folytathatnánk — elvégre a XVII. században élt Kepler (1571—1630), Pascal (1623—1662) vagy éppen Leibniz (1646—1716) is; mindegy melyiküket említjük példaként. Annyi bizonyos, hogy az effajta tömör jellemzések ebben a rendkívüli korban nem könnyítik meg az eligazodást. Christian Huygens Hágában látta meg a napvilágot, 1629. április 14-én. Származását illetően határozottan szerencsésnek mondhatta magát: apja, Constantijn Huygens neves államférfi, miniszter volt, zenében, matematikában és nyelvészetben is igen járatos férfiú, aki büszke volt arra, hogy nemcsak tisztelője, hanem pártfogója és barátja is lehetett Descartesnak. A filozófus testi és szellemi jelenléte a Huygens-házban egyértelműen meghatározta a kis Huygens szellemi fejlődését. A kisfiú egyébként — talán mondanom sem kellene — csodagyermeknek számított. Tízéves alig múlt, és már figyelemre méltó mechanikai szerkentyűket fabrikált, — igaz, ez nem különösebben jellemző életrajzi adat, ugyanis Newtonról, Robert Hookeról vagy Pascalról hasonlókat olvashatunk, de ugyanakkor — kitűnően beszélt görögül és latinul, s a matematika annyira érdekelte, hogy apja egy neves belga matematikust is fölfogadott melléje, hogy kedvére tanulhasson. Hogy ezek után miért éppen a jogi stúdiumokban mélyedt el a leydeni egyetemen, csak ö tudná megmondani. Nyilván apja kívánságának tett eleget, de alighanem társadalmi helyzete is úgy diktálta, hogy valami közéletileg is hasznosítható szakmát tanuljon. A természettudományok iránti szerelem azonban erősebbnek bizonyult. Közben Európában is konszolidálódott némiképp a helyzet: a westfáliai béke pontot tett a harmincéves háború után. Egyre több tudós ember indult útnak, hogy személyesen is megismerkedjék azokkal a hírességekkel, akik könyveikkel szinte lázba hozták a tudományos világot. Huygenset is ott találjuk az utazgatok között; kiruccanása afféle diplomáciai küldetésnek álcázott csatangolás keresztül-kasul Anglián, Franciaországon és Németországon. Az ember el se hinné mi mindent lehet tanulni egy ilyen körutazás alkalmával, főleg ha nyitott szemmel járunk-kelünk; mindenekelőtt gyakorlatias dolgokat, amelyekről nem sokat imák a tudós könyvek. Szerelmi ügyekre kell legelőször is gondolni természetesen, gáláns kalandokra (mert ne feledjük: a harmincéves háború után vagyunk, s a férfiaknak mind többször jut eszükbe, hogy nemcsak véres ütközetek és lovak vannak a világon), de a fiatal Huygens közben-közben azért a műszaki mesterfogások elsajátítására is szakított egy kis időt, s ennek majd néhány esztendő múlva, a távcsövek szerkesztésénél és az ingaórák készítésénél veszi nagy hasznát. Az első Európa-körutazás eredménye: néhány szerelmi költemény és egy matematikai munka (Cydometriae, 1651), amelyben a hiperbola, az ellipszis és a kör négyszögesítéséről elmélkedik és helyreigazítja egy kolléga néhány évvel korábban megjelent könyvének tévedéseit. A kúpszeletek tanulmányozása révén találkozik a görbék problémáival és belekóstol a terület-számítás nehézségeibe is; ennek majd mind hasznát látja később, amikor az ingákkal kezd el foglalkozni. Az 1650-es években leginkább a csillagászat köti le a figyelmét. Hogy saját maga csiszolta a lencséket és állította össze a -távcsövet — abban nincs semmi meglepő. Akkoriban a természettudósok leggyakrabban sajátkezűleg készített műszerekkel dolgoztak (gondoljunk csak Tycho de Brahera, Galileire vagy Newtonra például), mindenekelőtt azért, mert a műszeres megfigyelés az idő tájt még nem számított mindennapos dolognak, s aki erre szánta el magát, az tudta leginkább, hogy mire is van szüksége. Huygens bátyjával, Constantijnnal csillagászati távcsövet szerkesztett és néhány érdekes objektumot fedezett föl az égbolton. Megtalálták a Szaturnusz hatodik holdját és felismerték a bolygó gyűrűjét is (sokáig nem akarták elhinni nekik), és elsőkként pillantot-. ták meg az Orion-ködöt. A csillagászati megfigyelések során mind égetőbb problémaként jelentkezett az idő múlásának pontos rögzítése, ez vezette el Huygenst az ingaórák kérdéséhez. 1657-ben szerkesztette meg elsőként, a szó igazi értelmében vett ingaórát, de erről meglehetős késedelemmel, csak 1673-ban számol be Horologium oscillatorium (Az ingaóra) című munkájában, s ez a kényelmesség sok álmatlan éjszakájába került — természetesen a prioritási viták miatt. Mert az ingaóra fölfedezőjének címére többen is igényt tartottak, többek között a Campani fivérek, a lengyel Kochanski és természetesen Robert Hooke is, akiről tudni kell, hogy Newtonnal is állandóan vitatkozott hasonló jellegű okok miatt, nem is mindig alaptalanul. Bárhogy is volt azonban a dolog, a tény az, hogy Huygensnek sikerült igen pontos ingaórákat szerkesztenie, s ezek segítségével nemcsak arra derült fény, hogy földünk nem szabályos gömbalakú, hanem a sarkokon belapult — az ingaórák ezért lassabban járnak az egyenlítő tájékán —, hanem arra is, hogy a föld forgása következtében ható centrifugális erő az egyenlítő környékén a legnagyobb, s ez is kihatással van az ingák lengésidejére. (Ezekről az észrevételekről Discours de la cause de la pesenteur — Értekezések a súly okairól — című könyvecskéjében számolt be.) Az ingákkal kapcsolatos legfontosabb megfigyeléseit már Párizsban tette, ahová Colbert hívására érkezett 1665-ben. A nagyhatalmú és előrelátó miniszter jól tudta milyen emberekre van szüksége Franciaországnak, s még az sem zavarta különösebben, hogy a katolicizmus egyik fellegvárának számító Párizsba egy holland protestánst hív meg, akit ráadásul az elsők között választanak be az újonnan alakult Francia Tudományos Akadémiába. Az intézmény körül egyébként nagy hűhót csapnak, így szeretnék legalább némiképp ellensúlyozni azt a bosszúságot, amit az angolok okoztak a franciáknak azzal, hogy néhány esztendővel megelőzték őket az akadémiaalapításban; ennek a görögtüzes parádénak az egyik fontos kelléke a külföldről érkezett híresség: Huygens is. Igaz, panaszra oka nemigen lehetett: minden támogatást megkapott, amire csak szüksége volt; szívesen látták az előkelő szalonokban, elhalmozták kitüntetésekkel, s a nantesi ediktum visszavonása után sem kellett volna sorsa miatt aggódnia protestáns létére, ennek ellenére 1681-ben visszatért hazájába, ahol mégis csak nagyobb biztonságban érezte magát. Huygens Párizsban szerkesztette meg az ún. cikloid-ingaórát, aminek az a különleges tulajdonsága, hogy bármilyen szög alatt is lendítik ki, a lengési ideje állandó marad (a matematikai ingák esetében ez csak igen kis kilengési szögekre érvényes). A fizikai és a ciklodiális ingák tanulmányozása során Huygensnek számtalan olyan problémát kellett igen sok fáradsággal megoldania, amelyek az integrál-számítás ismeretében szinte elhanyagolhatók. A differenciál- és integrálszámítás felfedezéséhez azonban — bármilyen közel is járt hozzá — Huygensnek nem sikerült eljutnia. Persze nem szabad túl szigorúan megítélnünk a dolgot, elvégre még jócskán akadt felfedezés, amely Huygens nevéhez kapcsolódik. Elsőként vezette le a körpályán mozgó test gyorsulását megadó képletet, s ő volt az, aki 1690-ben megjelent Traité de la lumiére című fénytani munkájával diadalra segítette a fény hullámelméletét. Ez a műve volt legjelentősebb alkotása. Itt fejtette ki azt a nézetét, hogy a fény nem más mint a nagyon finom szerkezetű éter hullámmozgása : igen szemléletes ábrák segítségével bemutatta a hullámok terjedését (szinte ugyanezeket a képeket látjuk a mai középiskolai fizika-tankönyvekben is), s hogy hullámelmélete nem csupán fantazmagória, azt az ún. kettöstörésre adott szellemes magyarázata is igazolja. A Bartholinus által 1669- ben közreadott felfedezés lényege, hogy az izlandi mészpáton át figyelt különböző tárgyak kettőzve látszanak. Ez Huygens szerint úgy lehetséges, hogy az izlandi mészpátba hatoló fénysugár kétféle módon terjed: az ún. rendes sugár továbbra is gömbalakú hullámfelületeket hoz létre, míg a rendkívüli sugár ellipszoidalakú hullámfelület formájában halad tovább a mészpátban, a kétféle sugár párhuzamosan eltolódik egymástól, s így alakul ki a kettős kép. Huygens közben két dolgot is feltételezett: 1. a fény a sűrűbb közegben lassabban terjed (csak az érdekesség kedvéért jegyzem meg, hogy Descartes és Newton — helytelenül — épp az ellenkezőjét vallották); 2. a mészpát gömbalakú részecskék tömegéből épül fel (könyvében le is rajzolta, hogy képzeli; mintha csak egy modern krisztallográfiai művet tartanánk a kezünkben), s ezek a gömbök okozzák a kristály különleges asszimetriáját. Huygens tudta, hogy a fény véges sebességgel terjed, ugyanakkor nem hitt a Newton-féle távolbaható erők létezésében és ezért Newton gravitációs elméletével sem érthetett egyet, s ezen össze is vitatkoztak. Ma már tudjuk, hogy Newtonnak volt igaza. De volt egy másik vitájuk is, a fény természetét illetően, ebben látszólag Huygens diadalmaskodott; csak századunkban vált nyilvánvalóvá, hogy a Newton-féle korpuszkuláris elméletnek is megvan a maga létjogosultsága, jóllehet Huygens hullámelmélete továbbra is érvényben marad, csak éppen ki kell iktatni belőle az étert, mint teljesen fölösleges fikciót. Hagyatékából néhány meghökkentő kézirat és rajz is előkerült. A kézirat azért érdekes, mert a ma oly divatos sci-fi történetek egyik korai darabját őrizte meg az utókor számára. A rajzokon különböző ötleteit örökítette meg; a figyelemre leginkább méltó az, amelyik egy belsőégésű motor vázlatát mutatja be. Mind a mai napig rejtély, mi volt a terve vele, de hogy a hőenergia kihasználásának problémája izgathatta, az abból is kitetszik, hogy farhulusa egy Papin (1647— 1712) nevű fiatalember volt, aki többek között felfedezte a kuktafazék működési elvét. Visszapillantva Huygens életművére két dolog ötlik a szemünkbe: 1. nem is kis mértékben az ő érdeme is, hogy a fizika egyértelműen kvantitatív tudománnyá vált; 2. ha nem vele egyidöben él Newton, akkor ma minden bizonnyal Huygenset tartanánk a XVII. század legnagyobb fizikusának. Ez az utóbbi felismerés azonban semmit nem vont le érdemeiből, s ezt most, halálának 285. évfordulóján különösképp illő tudatosítani. LAC2Ä TIHAMÉR 18
